热休克蛋白(Hsp)是生物体内存在广泛的一类蛋白质。其中热休克蛋白Hsp70与Hsp110是很重要的两类,在维持生物体正常生存中起到关键的作用。首先作为分子伴侣蛋白,它能够帮助需要折叠的蛋白质正确折叠,使合成错误的蛋白质恢复。Hsp70作为分子伴侣的主要职能便是帮助其他蛋白质进行折叠或者防止因为错误折叠而导致其疏水键屏蔽所产生的蛋白质聚沉现象。作为Hsp70蛋白功能所必需的核苷酸交换因子(NEFs),Hsp110在防止变性蛋白凝聚方面显示出了较Hsp70更高的活性,然而其并不具有类似Hsp70的蛋白质折叠活性,因此Hsp70被称为折叠酶(foldase),而Hsp1 10被称为持家酶(holdase)。无论是Hsp70还是Hsp1 10,想要发挥其作用都与ATP结合或水解有关。因此探究热休克蛋白与ATP水解之间的关系对于进一步了解Hsp的功能有很大的帮助。此次实验中,选取原核热休克蛋白DnaK,真核热休克蛋白Bip作为典型的Hsp70进行研究。选取在真核生物中存在最广泛的Sse1作为典型的Hsp110进行研究。皆采用同位素P32标记的ATP作为水解标样。热休克蛋白DnaK,作为大肠杆菌中重要的Hsp70蛋白质,常被当作研究Hsp70s的模型。通过对DnaK的蛋白结构研究得出SBD结构域上存在多肽结合位点,结合不同的多肽直接影响与DnaK水解ATP的效率。当与折叠状2NR结合时,2NR浓度为40 μM时,2NR的水解速率为正常的1.8倍,80 μM时2NR的水解速率为正常的2.4倍,160 μM时2NR为正常的3.8倍。当与线性2NR结合,40 μM速率为正常的3.65倍,80μM时为正常的6.4倍,160 μM时为正常水解速率的9.4倍。热休克蛋白Bip与DnaK同源,在维持人体内细胞功能稳定性中起到重要作用。通过对晶体的结构研究,首次发现在pH为酸性时具有将ATP水解成AMP的能力,在pH为4.5时尤为明显。发现了人体细胞对于ATP新的利用途径。热休克蛋白Sse1,作为真核生物典型的Hsp110,在SBD结构域上存在8个loop,依次突变得到 Sse1-xun-loop12,Sse1-xun-loop23,Sse1-xun-loop34,Sse1-xun-loop45,Sse1-xun-loop56,Ssel-xun-loop67,Sse1-xun-loop7,7 种蛋白,研究发现loop23,loo34,loop56,loop67四个位点对于ATP水解影响最大,并且经过生长实验,可以得出这四个位点同时影响Ssel的生理功能。通过荧光偏振技术检测突变蛋白质与多肽底物的结合能力时,采用与荧光标记的TRP2进行结合,同样得出loop23,loo34,loop56,loop67四个位点也同时影响了 Sse1与多肽的结合。